中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：《2024中國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》是目前國(guó)內(nèi)唯一一本針對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)撰寫的專業(yè)行業(yè)研報(bào)，展現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和未來(lái)潛力，提出了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化發(fā)展面臨的問(wèn)題和障礙并給出了一些建議，同時(shí)對(duì)未來(lái)的市場(chǎng)裝機(jī)規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè)。作為主流長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)內(nèi)的核心產(chǎn)品、細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線，綠儲(chǔ)科技中高壓熔鹽電加熱器、特高溫?zé)岜眉夹g(shù)收編入《2024中國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》。
依據(jù)我國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒，2021年我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域年消耗熱量453.8億GJ，其中用熱溫度大于100℃，用熱形式主要為工業(yè)蒸汽，熱需求為125億GJ，折合4.27億噸標(biāo)煤；同年我國(guó)發(fā)電量8.1萬(wàn)億kwh，折合9.84億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，工業(yè)用蒸汽是全國(guó)用電總量43%。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，至2035年工業(yè)蒸汽需求約為180億GJ。目前，這部分工業(yè)蒸汽完全依靠燃煤等化石能源提供。高溫?zé)岜檬且环N可以實(shí)現(xiàn)電熱高效轉(zhuǎn)化的技術(shù)，電熱效率可達(dá)140%，其結(jié)合熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)可以通過(guò)消納綠電替代傳統(tǒng)的煤炭、天然氣等化石燃料，實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域的節(jié)能脫碳目標(biāo)。
浙江綠儲(chǔ)科技有限公司及其控股子公司態(tài)能動(dòng)力和湖州工業(yè)控制技術(shù)研究院聯(lián)合開(kāi)展了特高溫?zé)岜脙?chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研究，研制了工藝-設(shè)備-控制一體化的特高溫?zé)岜脙?chǔ)能系統(tǒng)，其基本原理是：儲(chǔ)熱時(shí)利用風(fēng)光等綠色電力帶動(dòng)高溫壓縮機(jī)將工質(zhì)壓縮至高溫高壓狀態(tài)，工質(zhì)被加熱后經(jīng)放熱器換熱將熱量傳遞給熔鹽儲(chǔ)能介質(zhì)儲(chǔ)存起來(lái)，高壓工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)回收壓力能，工質(zhì)的壓力與溫度都降低后，工質(zhì)進(jìn)入吸熱器吸收低品位余熱，重新回到高溫壓縮機(jī)入口，進(jìn)入下一步循環(huán)；放熱時(shí)由熔鹽蒸汽發(fā)生器吸收高溫熔鹽熱量產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽可供給工業(yè)用蒸汽，或者經(jīng)由汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，隨后進(jìn)入冷凝器回收熱量，冷凝后的水經(jīng)由給水泵和回?zé)嵯到y(tǒng)繼續(xù)回到熔鹽蒸汽發(fā)生器進(jìn)行循環(huán)。
圖1 綠儲(chǔ)科技高溫?zé)岜弥普羝鞒虉D
特高溫?zé)岜脙?chǔ)能技術(shù)可應(yīng)用風(fēng)光電力的消納，平抑電網(wǎng)的波動(dòng)性，通過(guò)回收新能源的棄電并儲(chǔ)存起來(lái)，用電時(shí)再利用汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。其主要特點(diǎn)是儲(chǔ)能規(guī)模大（GW級(jí)）、儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)（4-12小時(shí)）、系統(tǒng)效率高（55%-75%），且對(duì)地理?xiàng)l件沒(méi)有限制，是未來(lái)理想的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。
圖2 綠儲(chǔ)科技高溫?zé)岜脩?yīng)用于新能源場(chǎng)景流程圖
高溫?zé)岜脙?chǔ)能技術(shù)可應(yīng)用火電靈活性改造，在機(jī)組深調(diào)時(shí)，利用高溫?zé)岜脤⒒痣姍C(jī)組的電能、蒸汽能和余熱能等儲(chǔ)存起來(lái)，并在機(jī)組頂峰時(shí)，釋放熱量產(chǎn)生高溫蒸汽，與機(jī)組耦合發(fā)電。機(jī)組改造后的電電效率最高可達(dá)75%，并可將火電出力負(fù)荷降低至0，大大增加了火電的調(diào)峰能力。另外，采用此技術(shù)也可將其退役的火電機(jī)組改造為基于高溫?zé)岜玫娜埯}儲(chǔ)能電站，實(shí)現(xiàn)退役機(jī)組的再利用。
圖3 綠儲(chǔ)科技特高溫?zé)岜脩?yīng)用于火電靈活性改造流程圖
浙江綠儲(chǔ)科技有限公司-特高溫?zé)岜?/strong>
浙江綠儲(chǔ)科技有限公司注冊(cè)資本24880萬(wàn)元，由浙江大學(xué)金建祥團(tuán)隊(duì)控股設(shè)立，是全球首批以電能替代化石能源供應(yīng)工業(yè)蒸汽、儲(chǔ)熱能領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備制造商、技術(shù)服務(wù)商；核心產(chǎn)品為面向大規(guī)模儲(chǔ)能的6/10kV智能熔鹽電加熱器、400℃、600℃特高溫?zé)岜玫犬a(chǎn)品及系統(tǒng)，主要應(yīng)用于風(fēng)光大基地配儲(chǔ)、火電超高靈活性改造、流程工業(yè)節(jié)能脫碳等領(lǐng)域。
圖4 綠儲(chǔ)科技及其控股子公司2MW特高溫?zé)岜藐P(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)
面向國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略下工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能脫碳的需求，綠儲(chǔ)科技及控股子公司態(tài)能動(dòng)力、湖州工業(yè)控制技術(shù)研究院聯(lián)合建設(shè)了全球首臺(tái)2MW、600℃的特高溫?zé)岜脙?chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，項(xiàng)目于2023年7月底建成，10月底實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，壓縮機(jī)出口溫度達(dá)595℃，熔鹽儲(chǔ)熱溫度達(dá)570℃，制蒸汽溫度可達(dá)560℃，電熱效率達(dá)到141%。
表1 特高溫?zé)岜孟到y(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)
綠儲(chǔ)科技特高溫?zé)岜眉夹g(shù)先進(jìn)性
（1）技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)性：特高溫?zé)岜玫闹茻釡囟瓤蛇_(dá)595℃，商業(yè)化產(chǎn)品運(yùn)行電壓可達(dá)35kV，電熱效率最高可達(dá)220%，單機(jī)規(guī)模最大可達(dá)75MWt，核心指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
（2）設(shè)備先進(jìn)性：創(chuàng)新研制出特高溫?zé)岜糜酶咿D(zhuǎn)速壓縮膨脹機(jī)組樣機(jī)，樣機(jī)功率達(dá)1.5MW，最高制熱溫度≥595℃，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到全球領(lǐng)先水平。創(chuàng)新設(shè)計(jì)并研制出特高溫緊湊級(jí)PCHE換熱器，設(shè)計(jì)溫度≥595℃，設(shè)計(jì)壓力≥30MPa，比表面積大于1000m2/m3的技術(shù)指標(biāo)，領(lǐng)先于行業(yè)平均水平。
（3）控制策略先進(jìn)性：基于特高溫?zé)岜脙?chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，對(duì)其進(jìn)行額定工況/偏工況運(yùn)行、快速頻繁啟停、快速變負(fù)荷等復(fù)雜工況的長(zhǎng)周期測(cè)試，驗(yàn)證適用于百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能規(guī)模的特高溫?zé)岜孟到y(tǒng)的設(shè)計(jì)體系和運(yùn)行策略，提出設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，形成適用于快速頻繁啟停、自動(dòng)防喘振控制、快速變工況、優(yōu)化運(yùn)行的最佳運(yùn)行控制策略。
